DE102005054064A1 - Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindenden Hindernis und Warneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindenden Hindernis und Warneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindenden potentiellen Hindernis wird während einer Annäherung des Fahrzeugs an das Hindernis eine freie Wegstrecke zwischen dem Fahrzeug und Hindernis ermittelt, ein Bremsweg (s¶TN¶) als Länge einer vom Fahrzeug während einer Vollbremsung bis zum Fahrzeugstillstand zurückgelegten Fahrstrecke berechnet und eine Kollisionswarnung oder ein autonomer Bremseingriff ausgelöst, wenn die freie Wegstrecke kleiner ist als der Bremsweg (s¶TN¶) zuzüglich einer Abstandsschwelle (s¶R¶). Die Berechnung des Bremswegs (s¶TN¶) basiert dabei auf der Auswertung von Bewegungsgleichungen (â(t), DOLLAR I1 die auf der Annahme eines zeitabhängigen, vorzugsweise aus mehreren linearen Abschnitten (â¶I¶(t), â¶II¶(t), â¶III¶(t)) bestehenden, hypothetischen Beschleunigungsprofils (â(t)) beruhen, wobei das hypothetische Beschleunigungsprofil (â(t)) näherungsweise den zeitlichen Beschleunigungsverlauf (â(t)) des Fahrzeugs darstellt, der erwartet wird, wenn zum aktuellen Zeitpunkt (T¶0¶) eine Vollbremsung eingeleitet werden würde.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindenden Hindernis gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Warneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 43 23 314 C2 bekannt. Diese Druckschrift offenbart ein Fahrzeug mit einem Kollisionswarnsystem, das einen zum Anhalten des Fahrzeugs benötigten Anhalteweg berechnet, den berechneten Anhalteweg mit einer sensorisch ermittelten freien Weglänge zwischen dem Fahrzeug und einem sich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindenden Hindernis vergleicht und ein Warnsignal an einen Fahrer des Fahrzeugs ausgibt, wenn der berechnete Anhalteweg kleiner ist als die ermittelte freie Weglänge. Der Anhalteweg wird dabei als Summe aus einem Reaktionsweg und Bremsweg berechnet, wobei der Reaktionsweg der Länge einer vom Fahrzeug während einer vorgegebenen Fahrerreaktionszeit zurückgelegten Fahrstrecke entspricht und der Bremsweg der Länge einer vom Fahrzeug während einer Vollbremsung zurückgelegten Wegstrecke entspricht. Die Berechnung des Bremswegs basiert dabei auf der Annahme, dass das Fahrzeug mit einer konstanten vorgegebenen Bremsverzögerung abgebremst wird. Nachteilig ist hierbei, dass häufig Fehlwarnungen ausgelöst werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Warnvorrichtung anzugeben, mit denen die Häufigkeit von Fehlauslösung gering gehalten wird.
  • Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindenden potentiellen Hindernis wird eine freie Wegstrecke des Fahrzeugs durch Erfassung des Abstands zwischen dem Fahrzeug und Hindernis ermittelt, die Länge einer vom Fahrzeug während einer Vollbremsung bis zum Fahrzeugstillstand zurückgelegten Fahrstrecke als Bremsweg berechnet und eine Kollisionswarnung und/oder ein Bremseingriff in Abhängigkeit der ermittelten freien Wegstrecke und des berechneten Bremswegs ausgelöst. Die Berechnung des Bremswegs basiert dabei auf der Auswertung von Bewegungsgleichungen, die ihrerseits auf der Annahme eines zeitabhängigen hypothetischen Beschleunigungsprofils beruhen, das näherungsweise den zeitlichen Beschleunigungsverlauf des Fahrzeugs darstellt, der erwartet wird, wenn zum aktuellen Zeitpunkt eine Vollbremsung eingeleitet werden würde.
  • Vorzugsweise werden die Beschleunigung und der Beschleunigungsgradient des Fahrzeugs fortlaufend ermittelt und das hypothetische Beschleunigungsprofil in Abhängigkeit der aktuellen Beschleunigung und des aktuellen Beschleunigungsgradienten definiert.
  • Vorzugsweise wird das hypothetische Beschleunigungsprofil derart definiert, dass es mehrere lineare Abschnitte aufweist.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird das hypothetische Beschleunigungsprofil derart definiert, dass es einen an den bisherigen Beschleunigungsverlauf stetig anschließenden ersten linearen Abschnitt aufweist, dessen Steigung dem aktuellen Beschleunigungsgradienten entspricht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird das hypothetische Beschleunigungsprofil derart definiert, dass es einen an den ersten linearen Abschnitt stetig anschließenden zweiten linearen Abschnitt aufweist, dessen Steigung einem kleinsten bei einer Vollbremsung realisierbaren Beschleunigungsgradienten, d.h. einem maximalen Beschleunigungsgefälle, entspricht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird das hypothetische Beschleunigungsprofil derart definiert, dass es einen an den zweiten linearen Abschnitt stetig anschließenden dritten linearen Abschnitt mit konstantem Verlauf aufweist, dessen Werte einer kleinsten vom Fahrzeug realisierbaren Beschleunigung, d.h. einer größten vom Fahrzeug realisierbaren Verzögerung, entsprechen.
  • Vorzugsweise wird der Bremsweg berechnet, indem anhand eines dem hypothetischen Beschleunigungsprofil zugehörigen Geschwindigkeitsprofils eine bis zum Fahrzeugstillstand voraussichtlich benötigte Zeit berechnet wird und indem anhand eines dem hypothetischen Beschleunigungsprofil zugehörigen Fahrstreckenlängenprofils die Länge einer während dieser Zeit zurückgelegten Fahrstrecke berechnet wird.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung wird eine Abstandsschwelle definiert und die Kollisionswarnung oder der Bremseingriff ausgelöst, wenn die freie Wegstrecke kleiner ist als der berechnete Bremsweg zuzüglich der Abstandsschwelle.
  • Vorzugsweise wird die Abstandsschwelle derart definiert, dass sie gleich einem Reaktionsweg ist, der der Länge einer vom Fahrzeug während einer vorgegebenen Fahrerreaktionszeit zurückgelegten Fahrstrecke entspricht.
  • Die Fahrerreaktionszeit wird dabei vorteilhafterweise in Abhängigkeit von aktuellen Betätigungszuständen eines Fahrpedals und Bremspedals des Fahrzeugs vorgegeben.
  • Vorteilhafterweise wird eine Kollisionswarnung oder ein Bremseingriff nur dann ausgelöst, wenn zusätzlich noch mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
    • – das Fahrzeug befindet sich auf einer Rückwärtsfahrt,
    • – die freie Wegstrecke ist größer als eine vorgegebene Schwelle,
    • – die Fahrgeschwindigkeit ist größer als eine vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle.
  • Eine Warneinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorteilhafterweise Bestandteil eines Einparkhilfesystems zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs beim Einparken ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Figur näher beschrieben. Die Figur zeigt ein Beispiel für den Beschleunigungsverlauf eines Fahrzeugs während einer Fahrt, bei der eine Vollbremsung durchgeführt wird, ein während der Vollbremsung an den Beschleunigungsverlauf angenähertes Beschleunigungsprofil, sowie einen zu dem Bescheunigungsverlauf zugehörigen Geschwindigkeitsverlauf des Fahrzeugs.
  • Gemäß der Figur beschleunigt das Fahrzeug aus dem Stillstand heraus, so dass die tatsächliche Geschwindigkeit v und Beschleunigung a des Fahrzeugs entsprechend der Kurve v(t) bzw. a(t) zunächst kontinuierlich ansteigt. Zu einem Zeitpunkt T0, der als Ursprung der in der Figur gezeigten Koordinatensysteme definiert ist, d.h. zum Zeitpunkt T0 = 0 wird eine Vollbremsung eingeleitet. Die Geschwindigkeit v des Fahrzeugs steigt danach weiter an und fällt erst nach einem Zeitpunkt T1 nach und nach auf den Wert 0 ab. Die Beschleunigung a steigt nach dem Zeitpunkt T0 zunächst ebenfalls an, fällt dann kontinuierlich bis zu einer negativen Grenze ab und steigt danach wieder an, bis der Nullwert erreicht wird.
  • Der Beschleunigungsverlauf ab dem Zeitpunkt T0 bestimmt den Bremsweg des Fahrzeugs, d.h. die Länge der Wegstrecke, die das Fahrzeug ab der Einleitung der Bremsung bis zum Stillstand noch zurücklegen wird.
  • Die Erfindung basiert auf dem Gedanken, dass der Bremsweg ermittelt werden kann, indem ein aus drei linearen Abschnitten bestehendes hypothetisches Beschleunigungsprofil definiert wird, das eine gute Näherung des tatsächlichen Beschleunigungsverlaufs des Fahrzeugs für den Fall darstellt, dass zum momentanen Zeitpunkt eine Vollbremsung eingeleitet wird, ein dem hypothetischen Beschleunigungsprofil zugehöriges Geschwindigkeitsprofil sowie ein dem Geschwindigkeitsprofil zugehöriges Fahrstreckenlängenprofil ermittelt werden und aus dem Geschwindigkeitsprofil die bis zum Fahrzeugstillstand benötigte Zeit sowie aus dem Fahrstreckenlängenprofil die Länge der während dieser Zeit vom Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke berechnet wird. Die Länge dieser Wegstrecke entspricht dabei dem gesuchten Bremsweg.
  • Um zum Zeitpunkt T0 den voraussichtlich erforderlichen Bremsweg zu ermitteln wird daher eine vorausschauende Bestimmung des Beschleunigungsverlaufs a(t) vorgenommen unter der hypothetischen Annahme einer zu diesem Zeitpunkt T0 eingeleiteten Vollbremsung. Dazu werden drei Geradengleichungen aufgestellt, die den Beschleunigungsverlauf a(t) in diesem Bereich in guter Näherung für den Fall der Einleitung einer tatsächlichen Vollbremsung wiedergeben. Man erhält somit ein aus drei linearen Abschnitten a ^I(t), a ^II(t),
    Figure 00060001
    III(t) bestehendes hypothetisches Beschleunigungsprofil a ^(t), das in der Figur durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist.
  • Der erste Abschnitt a ^I(t) beginnt zum Zeitpunkt T0 und dauert bis zum Zeitpunkt T1 an. Die Zeitdauer T1 ist eine fahrzeugtypische Größe. Sie lässt sich auf einfache Weise durch Fahrtests ermitteln und beträgt beispielsweise etwa 0,3 Sekunden. In dem vom Zeitpunkt T0 bis T1 dauernden Zeitabschnitt I wird die die Beschleunigung des Fahrzeugs wesentlich von der Beschleunigung und dem Beschleunigungsgradienten zum Zeitpunkt T0 bestimmt. Der Beschleunigungsgradient, auch Ruck genannt, entspricht der Steigung der Kurve a(t). Der Beschleunigungsverlauf im ersten Zeitabschnitt I kann somit bestimmt werden, indem der unmittelbar vor dem Zeitpunkt T0 erfasste tatsächliche Beschleunigungsverlauf a(t) linear extrapoliert wird. Das heißt, es wird eine Geradengleichung aufgestellt, die zum Zeitpunkt T0 stetig und ohne Knick an den erfassten bisherigen Beschleunigungsverlauf a(t) anschließt.
  • Man erhält somit als Gleichung für den ersten Abschnitt des Beschleunigungsprofils a ^(t) die Gleichung a ^I(t) = a0 + a .0·t,wobei a0 die Beschleunigung a(t) des Fahrzeugs und a .0 den Beschleunigungsgradienten jeweils zum Zeitpunkt T0 bezeichnen.
  • Der zweite Abschnitt a ^II(t) des Beschleunigungsprofils a ^(t) beginnt zum Zeitpunkt T1 und schließt sich stetig an den ersten Abschnitt an.
  • Für den zweiten Abschnitt a ^II(t) des Beschleunigungsprofils a ^(t) gilt a ^II(t) = a ^1 + ȧ ^max·t,wobei ȧ ^max eine experimentell ermittelbare fahrzeugtypische Größe ist, die den kleinsten durch eine Vollbremsung realisierbaren Beschleunigungsgradienten (größten realisierbaren Gradienten der Verzögerung) darstellt und a ^1 einen Parameter darstellt, der so gewählt ist, dass die beiden Abschnitte a ^I(t) und a ^II(t) sich im Zeitpunkt t = T1 schneiden. Für den Parameter a ^1 gilt demnach a ^1 = a0 + (a .0 – a .max)·T1.
  • Der zweite Abschnitt a ^II(t) des Beschleunigungsprofils a ^(t) fällt bis zu einem negativen Grenzwert a ^grenz ab, sofern das Fahrzeug nicht schon vorher zum Stehen kommt. Der Grenzwert a ^grenz bezeichnet die kleinste mit dem Fahrzeug im Normalfall erreichbare Beschleunigung (größte Verzögerung), d.h. er repräsentiert die Verzögerungsfähigkeit des Fahrzeugs. Der Normalfall bezieht sich dabei auf eine Fahrt auf einer trockenen Fahrbahn mit üblicher Griffigkeit. Es ist selbstverständlich denkbar, den aktuellen Zustand der Fahrbahnoberfläche zu erfassen und den Grenzwert a ^grenz an den aktuellen Fahrbahnzustand anzupassen.
  • Der Grenzwert a ^grenz wird zum Zeitpunkt T2 erreicht, so dass dieser Zeitpunkt T2 wie folgt ermittelt werden kann
    Figure 00080001
  • Der dritte Abschnitt a ^III(t) des Beschleunigungsprofils a ^(t) ist ein Abschnitt mit konstantem Verlauf. Er schließt sich zu dem Zeitpunkt T2 stetig an den zweiten Abschnitt an. Es gilt somit a ^III(t) = a ^grenz
  • Es wird somit folgendes Beschleunigungsprofil a ^(t) für den Zeitraum ab der Einleitung der hypothetischen Vollbremsung aufgestellt:
    Figure 00090001
  • In einem nächsten Schritt wird das Beschleunigungsprofil a ^(t) integriert, um das zugehörige Geschwindigkeitsprofil v ^(t) zu ermitteln. Das Geschwindigkeitsprofil v ^(t) stellt den Zusammenhang zwischen der Zeit t und Geschwindigkeit v des Fahrzeugs dar, den man erhält, wenn das Fahrzeug entsprechend dem Beschleunigungsprofil a ^(t) beschleunigt wird. Als Ergebnis der Integration erhält man:
    Figure 00090002
    wobei die Parameter v0, v ^1 und v ^2 derart gewählt werden, dass v0 gleich der Geschwindigkeit des Fahrzeugs zum Zeitpunkt T0 ist und dass die einzelnen Abschnitte v ^I(t), v ^II(t), v ^III(t) der Funktion v ^(t) stetig aneinander anschließen, d.h. dass die Bedingungen v ^I(T1) = v ^II(T1) und v ^II(T2) = v ^III(T2) erfüllt sind.
  • In einem nächsten Schritt wird das Geschwindigkeitsprofil v ^(t) integriert, um das zugehörige Fahrstreckenlängenprofil s ^(t) zu ermitteln. Das Fahrstreckenlängenprofil s ^(t) stellt dabei den Zusammenhang zwischen der Zeit t und der Länge der vom Fahrzeug zurückgelegten Fahrstrecke dar, den man erhält, wenn das Fahrzeug entsprechend dem Beschleunigungsprofil a ^(t) beschleunigt wird. Als Ergebnis der Integration erhält man:
    Figure 00100001
    wobei die Parameter s ^1 und s ^2 derart gewählt, dass die einzelnen Abschnitte s ^I(t), s ^II(t), s ^III(t) der Funktion s ^(t) stetig aneinander anschließen, d.h. es muss gelten s ^I(T1) = s ^II(T1) und s ^II(T2) = s ^III(T2).
  • Anhand des Geschwindigkeitsprofils v ^(t) lässt sich nun die bis zum Fahrzeugstillstand verbleibende Zeit als Bremszeit TN berechnen, indem die Nullstellen des Geschwindigkeitsprofils v ^(t) ermittelt werden. Die gesuchte Bremszeit TN ist gleich der ersten Nullstelle der Gleichung v ^(t) = 0. Das heißt, es wird zunächst geprüft, ob die Gleichung v ^I(t) = 0 eine Nullstelle in ihrem Gültigkeitsbereich 0 ≤ t < T1 hat. Ist dies der Fall, wird die Nullstelle als Bremszeit TN betrachtet, ansonsten wird geprüft, ob die Gleichung v ^II(t) = 0 eine Nullstelle in ihrem Gültigkeitsbereich T1 ≤ t < T2 hat. Wenn ja, wird diese Nullstelle als Bremszeit TN betrachtet, ansonsten wird die Nullstelle der Gleichung v ^III(t) = 0 berechnet und als Bremszeit TN betrachtet.
  • Den Bremsweg sTN, d.h. die vom Fahrzeug nach Einleitung der Vollbremsung bis zum Stillstand benötigte Fahrstreckenlänge, erhält man dann, indem man die Bremszeit TN in die Gleichung für das Fahrstreckenlängenprofil s ^(t) einsetzt, d.h. es gilt sTN = s ^(TN).
  • Es wird weiterhin eine Abstandsschwelle sR gemäß der Gleichung
    Figure 00110001
    berechnet, wobei TR eine Fahrerreaktionszeit darstellt, d.h. die Zeit, die der Fahrer benötigt, um eine Warnung wahrzunehmen und die Bremse des Fahrzeugs als Reaktion auf die Warnung zu betätigen. Bei der Abstandsschwelle sR handelt es sich um einen Reaktionsweg, d.h. die Länge einer vom Fahrzeug während der Fahrerreaktionszeit TR zurückgelegten Fahrstrecke.
  • Die Reaktionszeit TR wird in Abhängigkeit von Betätigungszuständen des Fahrpedals und des Bremspedals vorgegeben, d.h. in Abhängigkeit davon, ob das Bremspedal, das Fahrpedal oder keines der Pedale vom Fahrer momentan betätigt wird. Im Fahrzeug sind hierzu entsprechende Sensoren vorgesehen. Die Reaktionszeit TR wird demnach wie folgt vorgegeben:
    Figure 00110002
  • Dabei steht TR1 für eine Zeit, die der Fahrer benötigt, um sich für die Einleitung eines Bremsvorgangs zu entscheiden, TR2 für eine Zeit, die der Fahrer benötigt, um seinen Fuß auf das Bremspedal zu setzen, und TR3 die Zeit, die der Fahrer benötigt, um seinen Fuß vom Fahrpedal wegzunehmen. Bei diesen Zeiten handelt es sich um mittlere Werte, die durch Fahrtests vorab ermittelbar sind.
  • Das Fahrzeug umfasst noch eine übliche Abstandsmessanordnung, beispielsweise ein Radar- oder Lidarsystem, um den Abstand zwischen dem Fahrzeug und einem potentiellen Hindernis, das sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindet und dem sich das Fahrzeug nähert, zu ermitteln, und somit die freie Wegstrecke zu erfassen. Eine solche Abstandsmessanordnung ist üblicherweise Bestandteil eines Einparkhilfesystems, das den Fahrer beim Rückwärtsfahren oder Rangieren während eines Einparkvorgangs unterstützt.
  • Während des Fahrbetriebs werden die Geschwindigkeit, Beschleunigung und der Beschleunigungsgradient des Fahrzeugs fortlaufend ermittelt und der Bremsweg sowie der Reaktionsweg werden anhand dieser fortlaufend ermittelten Größen ebenfalls fortlaufend berechnet, so dass jeweils aktuelle Werte für den Bremsweg und den Reaktionsweg vorliegen.
  • Bei einer Annäherung des Fahrzeugs an ein detektiertes potentielles Hindernis, wird sobald die Summe aus dem aktuell berechnete Bremsweg sTN und dem aktuell berechneten Reaktionsweg sR die ermittelte momentane freie Wegstrecke zwischen dem Fahrzeug und Hindernis überschreitet, eine Kollisionswarnung ausgelöst und somit eine Warnung an den Fahrer ausgegeben, um ihn zur Einleitung einer Bremsung zu veranlassen. Die Warnung kann dabei optisch, beispielsweise als Leuchtanzeige, haptisch, beispielsweise als Lenkradrütteln, Pedalrütteln oder als fühlbare Vorbremsung, oder akustisch, beispielsweise als Warnton, erfolgen. Es ist insbesondere denkbar, die Warnung zunächst optisch auszugeben und erst in einem weiteren Schritt, wenn sich das Fahrzeug dem Hindernis um einen vorgegebenen Abstandswert weiter angenähert hat, haptisch oder akustisch als zusätzliche Warnung auszugeben.
  • Die o.g. fühlbare Vorbremsung hat neben der haptischen Warnfunktion noch den Vorteil, dass der Anhalteweg verkürzt wird, da bereits während der Fahrerreaktionszeit Bremskraft aufgebaut wird, was insbesondere einem trägen oder abgelenkten Fahrer zugute kommt.
  • Alternativ oder zusätzlich zur Warnung kann auch ein autonomer Bremseingriff, insbesondere eine Vollbremsung, ausgelöst werden. Denkbar ist es insbesondere, den Bremseingriff erst einzuleiten, wenn der Fahrer auf die Warnung oder Warnungen nicht reagiert hat und/oder die Bremse nicht in einem zur Kollisionsvermeidung ausreichendem Maße betätigt hat und wenn das Fahrzeug sich dem Hindernis soweit genähert hat, dass eine Kollisionsvermeidung ohne unterstützenden Systemeingriff nicht mehr vermeidbar ist.
  • Vorteilhafterweise wird der autonome Bremseingriff nur dann eingeleitet, wenn der Fahrer die Bremse bereits betätigt hat, denn in Fällen, in denen der Fahrer auf eine Warnung hin die Bremse nicht betätigt, kann davon ausgegangen werden, dass er bewusst auf die Bremsung verzichtet hat und daher keinen Systemeingriff wünscht.
  • Die Auslösung der Kollisionswarnung oder des Bremseingriffs kann auch an die Erfüllung von weiteren Bedingungen gebunden sein, um die Warnhäufigkeit bzw. die Häufigkeit der Bremseingriffe gering zu halten.
  • Als solche zusätzlich zu erfüllende Bedingungen kommen beispielsweise folgende Bedingungen einzeln oder in Kombination in Frage:
    • – Das Fahrzeug befindet sich auf einer Rückwärtsfahrt. In einem solchen Fall kann davon ausgegangen werden, dass ein höherer Bedarf an Unterstützung besteht als bei einer Fahrt in Vorwärtsrichtung.
    • – Die freie Weglänge ist größer als eine vorgegebene Schwelle. Es werden somit nur Hindernisse aus einem durch die vorgegebene Schwelle begrenzten Fernbereich des Fahrzeugs als relevant betrachtet. Für Hindernisse aus dem Nahbereich des Fahrzeugs, d.h. für freie Weglängen unterhalb der vorgegebenen Schwelle, können daher andere Auslösekriterien definiert werden oder andere Eingriffe vorgesehen werden, zu denen das erfindungsgemäße Verfahren nicht in Konkurrenz tritt.
    • – Die Geschwindigkeit des Fahrzeugs ist größer als eine vorgegebene Schwelle. Bei langsamer Fahrt ist davon auszugehen dass der Unterstützungsbedarf geringer ist als bei schneller Fahrt, da der Fahrer mehr Zeit für die Erfassung der Verkehrssituation und für eine entsprechende Zeit hat.
  • Eine Warneinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst Berechnungsmittel zur Berechnung des Bremswegs sTN und des Reaktionswegs sR entsprechend den o.g. Gleichungen sowie Mittel zur Detektion von Hindernissen auf der Fahrspur des Fahrzeugs und zur Ermittlung der freien Weglänge zwischen dem Fahrzeug und den detektierten Hindernissen, Mittel zur Erfassung der den aktuellen Fahrzustand beschreibenden Größen „Geschwindigkeit" v0, „Beschleunigung" a0 und „Beschleunigungsgradient"
    Figure 00140001
    0 sowie Mittel zur Erfassung der Betätigungszustände des Fahrpedals und des Bremspedals.
  • Die Mittel zur Detektion von Hindernissen können Bestandteil eines weiteren Fahrerassistenzsystems sein, insbesondere Bestandteil eines Einparkhilfesystems. Mit der erfindungsgemäßen Warneinrichtung lässt sich somit der Funktionsumfang eines herkömmlichen Einparkhilfesystems erweitern, so dass der Fahrer nicht mehr nur über Hindernisse im Nahbereich des Fahrzeugs informiert wird, sondern auch über Hindernisse aus dem Fernbereich, sofern von diesen eine Kollisionsgefahr ausgeht.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindenden potentiellen Hindernis, bei dem – eine freie Wegstrecke des Fahrzeugs durch Erfassung des Abstands zwischen dem Fahrzeug und Hindernis ermittelt wird, – ein Bremsweg (sTN) als Länge einer vom Fahrzeug während einer Vollbremsung bis zum Fahrzeugstillstand zurückgelegten Fahrstrecke berechnet wird und – eine Kollisionswarnung und/oder ein Bremseingriff in Abhängigkeit der ermittelten freien Wegstrecke und des berechneten Bremswegs (sTN) ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung des Bremswegs (sTN) auf der Auswertung von Bewegungsgleichungen (a ^(t), v ^(t), s ^(t)) basiert, die auf der Annahme eines zeitabhängigen hypothetischen Beschleunigungsprofils (a ^(t)) beruhen, das näherungsweise den zeitlichen Beschleunigungsverlauf (a(t)) des Fahrzeugs darstellt, der erwartet wird, wenn zum aktuellen Zeitpunkt (T0) eine Vollbremsung eingeleitet werden würde.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschleunigung (a(t)) und der Beschleunigungsgradient des Fahrzeugs fortlaufend ermittelt werden und dass das hypothetische Beschleunigungsprofil (a ^(t)) in Abhängigkeit der aktuellen Beschleunigung (a0) und des aktuellen Beschleunigungsgradienten (a .0) definiert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das hypothetische Beschleunigungsprofil (a ^(t)) derart definiert wird, dass es mehrere lineare Abschnitte (a ^I(t), a ^II(t), a ^III(t)) aufweist.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das hypothetische Beschleunigungsprofil (a ^(t)) derart definiert wird, dass es einen an den bisherigen Beschleunigungsverlauf (a(t)) stetig anschließenden ersten linearen Abschnitt (a ^I(t)) aufweist, dessen Steigung dem aktuellen Beschleunigungsgradienten (a .0) entspricht.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass das hypothetische Beschleunigungsprofil (a ^(t)) derart definiert wird, dass es einen an den ersten linearen Abschnitt (a ^I(t)) stetig anschließenden zweiten linearen Abschnitt (a ^II(t)) aufweist, dessen Steigung (a .max) einem kleinsten bei einer Vollbremsung realisierbaren Beschleunigungsgradienten entspricht.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das hypothetische Beschleunigungsprofil (a ^(t)) derart definiert wird, dass es einen an den zweiten linearen Abschnitt (a ^II(t)) stetig anschließenden dritten linearen Abschnitt (a ^III(t)) mit konstantem Verlauf aufweist, dessen Werte einer kleinsten vom Fahrzeug realisierbaren Beschleunigung (a ^grenz) entsprechen.
  7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsweg (sTN) berechnet wird, indem anhand eines dem hypothetischen Beschleunigungsprofil (a ^(t)) zugehörigen Geschwindigkeitsprofils (v ^(t)) eine bis zum Fahrzeugstillstand voraussichtlich benötigte Zeit (TN) berechnet wird und indem anhand eines dem hypothetischen Beschleunigungsprofil (a ^(t)) zugehörigen Fahrstreckenlängenprofils (s ^(t)) die Länge einer während dieser Zeit (TN) zurückgelegten Fahrstrecke (s ^(TN)) berechnet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abstandsschwelle (sR) definiert wird und dass die die Kollisionswarnung oder der Bremseingriff ausgelöst wird, wenn die ermittelte freie Wegstrecke kleiner ist als der berechnete Bremsweg (sTN) zuzüglich der Abstandsschwelle (sR).
  9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsschwelle (sR) als Reaktionsweg berechnet wird, der einer Länge einer vom Fahrzeug während einer vorgegebenen Fahrerreaktionszeit (TR) zurückgelegten Fahrstrecke entspricht.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Betätigungszustände eines Fahrpedals und Bremspedals des Fahrzeugs detektiert werden und dass die Fahrerreaktionszeit (TR) in Abhängigkeit der detektieren Betätigungszustände vorgegeben wird.
  11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die Auslösung der Kollisionswarnung oder des Bremseingriffs mindestens eine der folgenden Bedingungen zusätzlich erfüllt sein muss: – das Fahrzeug befindet sich auf einer Rückwärtsfahrt, – die freie Wegstrecke ist größer als eine vorgegebene Schwelle, – die Fahrgeschwindigkeit ist größer als eine vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle.
  12. Warneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche mit Berechnungsmitteln zur Berechnung des Bremswegs (sTN) und Ausgabemitteln zur Ausgabe der Kollisionswarnung an den Fahrer.
  13. Warneinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bestandteil eines Einparkhilfesystems zur Unterstützung des Fahrers eines Fahrzeugs beim Einparken ist.
DE200510054064 2005-11-12 2005-11-12 Verfahren zur Vermeidung einer Kollision eines Fahrzeugs mit einem sich auf der Fahrspur des Fahrzeugs befindenden Hindernis und Warneinrichtung zur Durchführung des Verfahrens Withdrawn DE102005054064A1 (de)

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